学年北京市朝阳区高二上学期期末考试物理试题 解析版.docx

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学年北京市朝阳区高二上学期期末考试物理试题解析版

北京市朝阳区2017-2018学年高二上学期期末测试物理试卷

一、本题共13小题．每小题3分．共39分．在每小题给出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的．

1.提出分子电流假说并用以解释物质磁性及磁化现象的科学家是（）

A.奥斯特B.安培C.欧姆D.法拉第

【答案】B

【解析】提出分子电流假说并用以解释物质磁性及磁化现象的科学家是安培，故选B.

2.下列各式中，体现了用比值定义法定义的物理量是（）

A.

B.

C.f=qvBD.W=Uq

【答案】B

【解析】电阻

是电阻的决定式，电阻的大小与电阻率、长度和横截面积都有关，选项A错误；电场强度与电场本身决定，与试探电荷的电场力和电量无关，选项B正确；洛伦兹力与q、v、B都有关，不是比值定义法，选项C错误；电场力的功与电势差和电量有关，不是比值定义法，选项D错误；故选B.

点睛：

所谓比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法．比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变．

3.电场中某区域的电场线分布如图所示．A、B是电场中的两点．分别用EA、EB表示A、B两点的电场强度大小．用FA、FB表示同一点电荷q处于A、B两点时受到的电场力的大小．下列判断正确的是（）

A.EAFB

C.EA>EB，FAEB，FA>FB

【答案】A

【解析】电场线的疏密表示电场强度的强弱，由于电场线的疏密可知，A、B两点电场强度的大小关系EA＜EB；根据公式F=qE，试探电荷在A、B两点的电场力关系为：

FA＜FB；故A正确，BCD错误．故选A．

4.在下面的四图中，标出了匀强磁场的磁感应强度B的方向，电荷运动速度v的方向以及电荷所受洛伦兹力f的方向．其中正确表示三者方向关系的图是（）

A.

B.

C.

D.

【答案】A

【解析】据左手定则可知：

A图中洛伦兹力方向向下，故A正确；B图中洛伦兹力向上，故B错误；C图中受洛伦兹力方向应该垂直向里，故C错误；D图中洛伦兹力方向应该垂直向外，故D错误．故选A．

5.一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流．下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是（）

A.

B.

C.

D.

【答案】D

【解析】试题分析：

A、由图示可知，在磁铁S极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故A错误；

B、由图示可知，在磁铁S极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流顺时针方向，故B错误；

C、同时，在磁铁N极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故C错误；

D、由图示可知，在磁铁N极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流逆时针方向，故D正确；

故选：

D．

6.下列情况中能产生感应电流的是（　　）

A.如图甲所示，导体AB顺着磁感线运动

B.如图乙所示，条形磁铁插入线圈中不动时

C.如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通时

D.如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通，在移动变阻器滑片的过程中

【答案】D

【解析】如图甲所示，导体AB顺着磁感线运动，不切割磁感线，无感应电流，选项A错误；如图乙所示，条形磁铁插入线圈中不动时，磁通量不变，无感应电流产生，选项B错误；如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通时，穿过B的磁通量不变，无感应电流，选项C错误；如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通，在移动变阻器滑片的过程中，线圈A中的电流变化，穿过线圈B的磁通量变化，会有感应电流产生，选项D正确；故选D.

点睛：

解答本题的关键是正确理解感应电流产生的条件，即穿过闭合回路的磁通量变化，或者闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动．

7.穿过单匝闭合线圈的磁通量在6s内均匀地增大了12wb，则在此过程中（）

A.线圈中的感应电动势将均匀增大B.线圈中的感应电流将均匀增大

C.线圈中的感应电动势将保持2V不变D.线圈中的感应电流将保持2A不变

【答案】C

【解析】由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势

，闭合线圈的磁通量6秒连续均匀地增大12Wb，则感应电动势是一个定值，不随时间变化，故A错误，C正确；根据欧姆定律可知，线圈中的感应电流是定值，故B错误；因线圈的电阻不知，则无法确定电流的大小，故D错误．故选C．

点睛：

解决本题的关键是掌握法拉第电磁感应定律

，要知道磁通量均匀变化时，感应电动势恒定不变，掌握欧姆定律的应用，注意线圈闭合才会有电流．

8.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，L1、L2、L3是3只小电灯，R是滑动变阻器，开始时，它的滑片P位于中点位置．当S闭合时，3只小电灯都发光．现使滑动变阻器的滑片P向右移动时，则小电灯L1、L2、L3的亮度变化情况（　　）

A.L1变亮B.L2变亮C.L3变亮D.L1、L2、L3均变暗

【答案】B

【解析】当滑片右移时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流减小，故L1变暗；电路中电流减小，故内阻及L1两端的电压减小，而电动势不变，故并联部分的电压增大，故L2变亮；因L2中电流增大，干路电流减小，故流过L3的电流减小，故L3变暗，故ACD错误，B正确；故选B.

点睛：

本题是简单的电路动态变化分析问题，通常按照“部分→整体→部分”的思路分析，要求学生能灵活应用串并联电路的电流电压规律及闭合电路的欧姆定律．

9.如图所示，在同一水平面的两导轨ab、cd相互平行，相距2m，并处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为0.6T．一根金属棒放在导轨上并与导轨垂直．当金属棒中的电流为5A时，金属棒恰好做匀速直线运动，则下列说法正确的是（）

A.金属棒所受的安培力方向为竖直向下B.金属棒所受安培力方向为竖直向上

C.金属棒所受的安培力大小为3ND.金属棒所受的摩擦力大小为6N

【答案】D

【解析】因不知金属棒中的电流方向，则无法判断安培力的方向，选项AB错误；金属棒所受的安培力大小为F安=BIL=0.6×5×2N=6N，选项C错误；金属棒恰好做匀速直线运动，则摩擦力和安培力平衡，则f=F安=6N，选项D正确；故选D.

10.用绝缘支柱支撑着贴有小金属箔的导体A和B，使它们彼此接触．起初它们不带电，贴在它们下部的并列平行双金属箔是闭合的．现将带正电荷的物体C移近导体A，发现金属箔都张开了一定的角度．如图所示，则（　　）

A.导体B下部的金属箔感应出负电荷

B.导体B下部的金属箔感应出正电荷

C.导体A和B下部的金属箔都感应出负电荷

D.导体A感应出正电荷，到底B感应出等量的负电荷

【答案】B

【解析】感应带电是使物体带电的一种方法，根据异种电荷互相吸引的原理可知，把带正电荷的物体C移近导体A，靠近的一端A会感应出异种电荷而带负电，导体B的右端要感应出等量的正电荷，故选B．

11.平板电容器AB带有等量异种电荷，通过如图所示的方式与静电计相连．可由静电计指针的偏转定性显示电容器两极板间的电势差．θ表示静电计指针的偏角，C表示电容器的电容．实验中，可认为极板所带电荷量不变．则下列操作中符合实验事实的是（）

A.把A板向右移，C变大，θ增大

B.把A板向左移，C变大，θ增大

C.把A板直向下移，C变大，θ减小

D.把A、B板间插入一块电介质，C变大，θ减小

【答案】D

点睛：

本题考查电容器的动态分析问题，解题的关键在于正确掌握电容的决定式

和定义式

；注意静电计的张角与两板间电压有关.

12.下面甲图是示波器的结构示意图．乙图是电视机显像管的结构示意图．二者相同的部分是电子枪（给电子加速形成电子束）和荧光屏（电子打在上面形成亮斑）；不同的是使电子束发生偏转的部分：

分别是匀强电场（偏转电极）和匀强磁场（偏转线圈），即示波器是电场偏转，显像管是磁场偏转．设某次电子束从电子枪射出后分别打在甲、乙两图中的P点．则在此过程中，下列说法错误的是（）

A.以上两种装置都体现了场对运动电荷的控制

B.甲图中电子动能发生了变化，乙图中电子的动能没有变化

C.甲图中电子动能发生了变化，乙图中电子的动能也发生了变化

D.甲图中电子的动量发生了变化，乙图中电子的动量也发生了变化

【答案】C

【解析】以上两种装置都能使电子发生偏转，体现了场对运动电荷的控制，选项A正确；甲图中电场对电子做功，电子动能发生了变化，乙图中洛伦兹力对电子不做功，则电子的动能没有变化，选项B正确，C错误；甲图中电子的速度大小及方向都变化，则动量发生了变化，乙图中电子的速度大小不变，但是方向变化，则电子的动量也发生了变化，选项D正确；此题选择错误的选项，故选C.

13.一种可测量磁感应强度大小的实验装置，如图所示．磁铁放在水平放置的电子测力计上，两极之间的磁场可视为水平匀强磁场．其余区域磁场的影响可忽略不计．此时电子测力计的示数为G1．将一直铜条AB水平且垂直于磁场方向静置于磁场中．两端通过导线与电源、开关、滑动变阻器和电流表连成回路．闭合开关，调节滑动变阻器的滑片．当电流表示数为I时．电子测力计的示数为G2．测得铜条在匀强磁场中的长度为L．铜条始终未与磁铁接触，对上述实验下列说法正确的是（）

A.铜条所受安培力方向竖直向下

B.铜条所在处磁场的磁感应强度大小为

C.铜条所在处磁场的磁感应强度大小为

D.铜条所在处磁场的磁感应强度大小为

【答案】C

【解析】由左手定则可知，铜条所受安培力方向竖直向上，选项A错误；由牛顿第三定律可知，导体棒对磁铁有向下的作用力，使得电子测力计的示数增加，由平衡知识可知：

G2-G1=BIL，解得

，选项C正确，BD错误；故选C.

二、本题共3小题，共20分，把答案填在答题卡相应的位置．

14.描绘一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡的伏安特性曲线，提供了以下器材：

直流电源E（电动势4.5V，内阻不计），

电压表V（量程4.5V，内阻约为4×104Ω），

电流表A1（量程250mA，内阻约为2Ω），

电流表A2（量程500mA，内阻约为1Ω），

滑动变阻器R（最大阻值约为20Ω）

电键S，导线若干．

如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是_______，上面两个电路应该选用的是_______．（填“甲”或“乙”）

【答案】

（1）.A2；

（2）.甲；

【解析】灯泡的额定电流为

，则电流表选择A2；小灯泡的电阻

，则

，故应选择电流表外接电路，即甲电路.

15.下面甲图为多用电表的示意图，其中S、T、K为三个可调节的部件儿．其中S为指针定位螺丝，T为电阻挡调零旋钮．K为选择开关．现用此用电表测量一阻值为1000Ω到3000Ω的定值电阻．

（1）测量操作步骤如下，请你给出正确的操作步骤：

_________．

a．将黑、红表笔分别插入“+”、“-”插孔，笔尖相互接触，调节部件T，使多用电表指针指向右面的欧姆零刻线位置

b．调节部件K，使它的尖端指向“×100”的位置

c．调节部件K，使其指向“off”档

d．将黑红表笔的笔尖分别接触待测电阻的两端，测出电阻值

（2）实际测量时的指针如图乙所示，该电阻的阻值为_______Ω．

【答案】

（1）.

（1）badc；

（2）.

（2）1900；

【解析】

（1）欧姆表测电阻的基本步骤是：

选档、调零、测量、归纳仪器，则正确的操作步骤是badc.

（2）电阻的阻值为：

19×1kΩ=19000Ω.

16.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，电路如图所示．要求尽量减小实验误差

（1）现有电流表（0~0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：

A．电压表（0～15V）

B．电压表（0～3V）

C．滑动变阻器（0～20Ω）

D．滑动变阻器（0～500Ω），

实验中电压表应选用_________；滑动变阻器应选用________；（选填相应器材前的字母）

（2）某位同学记录的6组数据如表所示，其中5组数据的对应点已经标在坐标纸上，请在坐标纸上标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线_________．

（3）根据

（2）中所画图线可得出干电池的电动势E=_______V，内电阻r=________Ω．

（4）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U以及干电池的输出功率P都会发生变化．图3的各示意图中正确反映P-U关系的是___________．

【答案】

（1）.

（1）B；

（2）.C；（3）.

（2）略；（4）.（3）1.5；（5）.0.83；（6）.（4）C；

【解析】

（1）一节干电池的电动势为1.5V，则实验中电压表应选用B；滑动变阻器应选用阻值较小的C；

（2）U-I图线如图；

（3）根据

（2）中所画图线可得出干电池的电动势E=1.5V，内电阻

．

（4）电压表测量路端电压，其示数随滑动变阻器的阻值增大而增大；而当内阻和外阻相等时，输出功率最大；此时输出电压为电动势的一半．外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零；故符合条件的图象应为C．

点睛：

本题考查了实验电路选择、实验器材选择、作图象、求电源电动势与内阻等问题，要知道实验原理，要掌握应用图象法处理实验数据的方法；电源的U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势图象斜率的绝对值是电源内阻．

三、本题共5小题，共41分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的，不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．把答案填在答题卡相应的位置．

17.在电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移动到B点．电场力做了1.0×10-7J的正功．求：

（1）AB间的电势差；

（2）选B点为零电势参考点，A点的电势；

【答案】

（1）UAB=50V；

（2）φA=50V；

【解析】

（1）AB间的电势差：

（2）UAB=φA-φB=50V，φB=0，则φA=50V

18.在如图所示的甲、乙电路中，电源的电动势E=3V，内电阻r=1.0Ω，电阻R=2.0Ω，电动机的内阻R内=2.0Ω，求：

（1）甲图中闭合开关S后，电阻R的功率；

（2）乙图中闭合开关S后，电路中的电流为0.5A，电动机的热功率及输出功率；

【答案】

（1）2W；

（2）0.5W；1.25W

【解析】

（1）甲图中闭合开关S后，电路中的电流：

电阻R上的功率：

（2）乙图中闭合开关S后，电路中的电流为0.5A，则电动机两端的电压：

U=E-Ir=2.5V

电动机的总功率:

P=IU=1.25W

热功率：

P热=I2R内=0.52×2W=0.5W

输出功率：

P出=P-P热=0.75W

19.如图所示，长l=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°．已知小球所带电荷量q=1.0×10-6C，匀强电场的场强E=3.0×103N/C，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

（1）小球所受电场力F的大小．

（2）小球的质量m．

（3）剪断细线后，小球将做何种运动，并说明依据．

【答案】

（1）3×10-3N；

（2）4×10-4kg；（3）沿初始绳的方向，斜向下做匀加速直线运动。

因为小球受重力和电场力合力恒定不变。

【解析】

（1）根据电场力的计算公式可得电场力F=qE=1.0×10-6×3.0×103 N=3.0×10-3 N；

（2）小球受力情况如图所示：

根据几何关系可得mg=

，

所以

；

（3）剪断细线的瞬时，因为小球受重力和电场力合力恒定不变，沿初始绳的方向，则小球将沿原来细绳的方向，斜向下做匀加速直线运动。

点睛：

此题关键是分析小球的受力情况，结合平衡知识列出方程解答；注意细线剪断后，剩下的两个力都是恒力，其运动方向就是两个恒力的合力方向.

20.如图，空间存在方向垂直于纸面（xoy平面）向里的磁场，在x≧0区域，磁感应强度的大小均为B0．在x<0区磁感应强度的大小均为2B0．一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正方向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正方向时（不计带电粒子重力），求：

（1）粒子与O点间的距离；

（2）粒子运动的时间；

【答案】

（1）

；

（2）

；

【解析】粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力做向心力，则有，

，那么，

，

；粒子运动轨迹如图所示，

则粒子在x≥0磁场区域运动半个周期，在x＜0磁场区域运动半个周期；

（1）粒子与O点间的距离d＝2R1−2R2＝

21.磁流体发电是一种新型发电方式，图甲和图乙是其工作原理示意图．图甲中的A、B是电阻可忽略的导体电极，两个电极间的间距为d，这两个电极与负载电阻相连．假设等离子体（高温下电离的气体，含有大量的正负带电粒子）垂直于磁场进入两极板间的速度均为v0．整个发电装置处于匀强磁场中，磁感应强度强度大小为B，方向如图乙所示．

（1）开关断开时，请推导该磁流体发电机的电动势E的大小；

（2）开关闭合后，

a．如果电阻R的两端被短接，此时回路电流为I，求磁流体发电机的等效内阻r；

b．我们知道，电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置，请你分析磁流体发电机的非静电力是由哪个力充当的，其工作过程如何．

【答案】

（1）E=Bdv0；

（2）a、

；b、洛伦兹力，使正电荷向A板汇聚，负电荷向B板汇聚。

【解析】

（1）等离子体射入两板之间时，正离子受向上的洛伦兹力而偏向A极板，同时负离子偏向B极板，随着离子的不断积聚，在两板之间形成了从A到B向下的附加电场，当粒子受的电场力与洛伦兹力相等时，粒子不再偏转，此时两板的电势差即为发电机的电动势，满足

，解得E=Bdv0

（2）开关闭合后，

a．如果电阻R的两端被短接，此时回路电流为I，求磁流体发电机的等效内阻:

b.由

（1）的分析可知，洛伦兹力使正电荷向A板汇聚，负电荷向B板汇聚。